chapter8phasetransformation(編輯修改稿)
2024-11-17 16:11 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 p (0 RTqnQ SL ??? ?質(zhì)點(diǎn)由 固相向液相 遷移的速率： )e x p (0 RT qGnQ LS ＋???? ?質(zhì)點(diǎn)由 液相向固相 遷移的 凈 速率： )]e x p (1)[e x p (n 0 RT GRT qQ ????? ?線性生長(zhǎng)速率 ???nBRTqTTHG???????)/e x p(/00?)]e x p (1)[e x p (n 0 RT GRT qQu ?????? ???界面層的厚度 討論： a. 當(dāng) T ? T0， 即 ? T?0， ?GRT，則 20RTTHBu ??? ?。，即說(shuō)明在高溫階段， ?????? uT,Tub. 當(dāng) TT0， 則 ?GRT,此時(shí) ?Bu ?此時(shí)，生長(zhǎng)速率達(dá) 極大值 ，一般約在 105cm/s范圍。 線性生長(zhǎng)速率 )]e x p(1[)]e x p(1.[0 RTGBRTTTHBu ????????? ??T?logu 出現(xiàn)峰值原因 ： 高溫階段主要由液相變成晶相的速率控制，增大 ?T 對(duì)此過(guò)程有利，故 u 增大。 低溫階段主要由相界面擴(kuò)散控制，低溫不利于擴(kuò)散，故 u 降低。 2）實(shí)際晶體的螺位錯(cuò)生長(zhǎng)機(jī)構(gòu) U∝ （ ΔT） 2 螺位錯(cuò)生長(zhǎng)示意圖 針狀莫來(lái)石晶體的螺位錯(cuò)生長(zhǎng) 實(shí)例 1 碳化硅晶體的螺位錯(cuò)生長(zhǎng) 實(shí)例 2 總結(jié)晶速率 表示方法： 的關(guān)系式?！?t VV ?推導(dǎo)： 相相 ?? ?t=0 V 0 t=? V?=VV ? V? 在 dt 時(shí)間內(nèi)形成新相的粒子數(shù) dtVN ?? VI＝假設(shè)新相為球狀，生長(zhǎng)速率 u 為常數(shù)，在 dt 時(shí)間形成新相體積為 3)(34.. utdtVIVNdVV????? ??轉(zhuǎn)變初期 V?＝ V V d tItud VV 3334 ?? ?在 t 時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的新相的體積分?jǐn)?shù) ?? t V dttuIVV0 3334 ??假設(shè) IV、 u 與 t 無(wú)關(guān)。 4331 tuIVVV?? ＝校正 ： (1) 阿弗拉米對(duì)相變動(dòng)力學(xué)方程作了適當(dāng)?shù)男Ｕ瑢?dǎo)出公式 ]31e xp [ 1 43 tuIVV V?? －＝在相變初期，轉(zhuǎn)化率較小時(shí)， 4331 tuIVVV?? ＝(2) 考慮時(shí)間對(duì)兩個(gè)速率的影響，導(dǎo)出的關(guān)系式為 )e xp (1 nktVV ??＝? n:阿弗拉米指數(shù) )e xp (1 nktVV ??＝?討論 ： (1) 當(dāng) IV隨 t 減少時(shí)， 3? n ? 4 (2) 當(dāng) IV隨 t 增大時(shí)， n 4 阿弗拉米方程的用途： 研究屬于擴(kuò)散控制的轉(zhuǎn)變 蜂窩狀轉(zhuǎn)變，如：多晶轉(zhuǎn)變 。 轉(zhuǎn)變?nèi)A段 ： 誘導(dǎo)期 (IV 影響較大 ) 自動(dòng)催化期 ( u 影響較大 ) 相變后期，轉(zhuǎn)化率達(dá) 100％。 析晶過(guò)程 T?u IV u IV A B Iv u 圖 1 熔體的成核速度 (Iv) 與晶體生長(zhǎng)速度 ( u ) 曲線 溫度Iv u 圖 2 對(duì)應(yīng)的燒成曲線時(shí)間溫度應(yīng)用舉例 Iv u 溫度 速度 b 成核與生 長(zhǎng)溫度 時(shí)間 溫度 Iv u c 溫度 速度 d 成核溫度 生長(zhǎng)溫度 時(shí)間 溫度 A B C 影響析晶能力的因素 (1) 熔體的組成 從相圖分析 結(jié)論 ：從降低熔制溫 度和防止析晶的角度出發(fā)，玻璃的 組分應(yīng)考慮 多組分 ，并且其組成應(yīng) 盡量選擇在 相界線 或共熔點(diǎn)附近 。 (2) 熔體的結(jié)構(gòu) 熔體的析晶能力的兩個(gè)主要決定因素： 熔體結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)斷裂程度 (堿金屬含量高 ) 熔體中所含網(wǎng)絡(luò)變性體及中間體的作用 (含量不多 ) ?粘度小 ?擴(kuò)散作用強(qiáng) ?有利于原子的定向排列 ?有利于析晶 ?堿金屬含量高 (3) 界面情況 相分界面 是熔體析晶的必要條件。 ?1）分相為釉熔體形成晶核提供推動(dòng)力 ? 例如：鐵紅釉 ?3）分相使其中的一相某物質(zhì)濃度更大 ?4）分相的界面為析晶提供有利部位 ?5）分相后其中的一相具有比均勻母相更大的原子遷移率 ?A：貧鐵區(qū) ?B：富鐵區(qū) ?C：貧鐵區(qū) ?D: 結(jié)晶晶體 2）分相使分解的液相比原始相更接近化學(xué)計(jì)量 (4) 外加劑 作用機(jī)理 ：在晶核表面引起不規(guī)則性 (相當(dāng)于晶核作 用 )增加界面處的流動(dòng)度 應(yīng)用：合成陶瓷顏料晶體時(shí)常 加入少量礦化劑 167。 7－ 3 玻璃的分相 內(nèi)容 ： 一、相圖的熱力學(xué)推導(dǎo) 二、分相現(xiàn)象與駝峰曲線 三、兩種分相機(jī)理 四、分相范圍及分相實(shí)質(zhì) 五、分相對(duì)材料性質(zhì)的影響及分相應(yīng)用 一、相圖的熱力學(xué)推導(dǎo) 推導(dǎo)步驟： 任取一溫度，假定體系可能以多種方式存在； 計(jì)算每一 種方式的 自由能－組成 曲線； 比較它們的自由能，其 自由能最小 的存在方式就是相圖中實(shí)際存在的情況； 在所有溫度下重復(fù)上述工作。 (一 ) 自由焓組成曲線 二元系統(tǒng)可能存在的狀態(tài)
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